一款安全式雙軸調速水泵的製作方法

2023-05-18 08:32:26 3

一款安全式雙軸調速水泵的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一款安全式雙軸調速水泵，包括主動軸、葉輪、水泵殼，主動軸通過軸承與水泵殼樞接，其特徵在於還包括從動軸，從動軸與主動軸的軸心線相重合，從動軸也通過軸承與水泵殼樞接，葉輪固接於從動軸遠離主動軸的一端上，主動軸與從動軸通過安全調速裝置連接。與現有技術相比，該發明能夠根據發動機工作情況控制葉輪具有不同轉速、工作效率較高的調速水泵，當調速裝置損壞時，將轉換成普通直驅水泵全速工作，起到安全控制的目的。
【專利說明】一款安全式雙軸調速水泵
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種發動機水冷卻系統，特別是涉及一種利用調速裝置控制葉輪具有不同轉速的調速水泵。當調速裝置損壞時，將轉換成普通直驅水泵全速工作，起到安全控制的作用。
【背景技術】
[0002]現有水泵的工作原理是:發動機通過皮帶輪帶動水泵軸承及固定在水泵軸上的葉輪轉動，發動機的啟動則意味著水泵的運行，水泵中的冷卻液被葉輪帶動一起旋轉，在離心力的作用下被甩向水泵殼體的邊緣，同時產生一定的壓力，然後從出水道或水管流出，葉輪的中心處由於冷卻液被甩出而壓力降低，水箱中的冷卻液在水泵進口與葉輪中心的壓差作用下經水管被吸入葉輪中，實現冷卻液的往復循環。
[0003]然而，發動機具有一個最佳工作溫度區間，因而不需要一直對發動機進行冷卻降溫，例如當發動機剛啟動時，發動機的工作溫度尚低，這時水泵就一直驅動冷卻液循環，使發動機的預熱時間延長，不利於節能降耗、低碳環保；當水溫升高到一定溫度，或者從高溫狀態進行冷卻直至降低到一定溫度，達到發動機的最佳工作溫度，才能保證發動機的最佳工作狀態，減少發動機的冷狀態下的磨損或熱狀態下的拉缸毀壞現象。

【發明內容】

[0004]為了解決上述技術問題，本發明提供一種能夠根據發動機工作情況控制葉輪具有不同轉速、工作效率較高的調速水泵，當調速裝置損壞時，將轉換成普通直驅水泵全速工作，起到安全控制的作用目的。
[0005]本發明的這款安全式雙軸調速水泵，包括主動軸4、葉輪13、水泵殼11，主動軸4通過軸承與水泵殼11樞接，其特徵在於還包括從動軸12，從動軸12與主動軸4的軸心線相重合，從動軸12也通過軸承與水泵殼11樞接，葉輪13固接於從動軸12遠離主動軸4的一端上，主動軸4與從動軸12通過安全調速裝置連接。該安全調速裝置在工作時將主動軸的轉速的不傳遞或只傳遞一部分給從動軸，在其發生故障時將主動軸的轉速全部傳遞給從動軸。採用這種技術方案，改變了現有技術中普遍採用的水泵葉輪通過主動通軸直驅的方式，而採用葉輪固定裝配在與主動軸水平同心布置並且相斷開；通過在其工作時將主動軸的轉速的不傳遞或只傳遞一部分給從動軸、在其發生故障時將主動軸的轉速全部傳遞給從動軸的安全調速裝置連接，控制從動軸的轉動、進而控制固定在從動軸上的葉輪的轉動、從而實現水泵的調速，調速範圍相對於主動軸而言可從0-100%，也就是可以實現從動軸的停止轉動、100%全速轉動或低速跟轉。並且在安全調速裝置發生故障及損壞時，該調速水泵能像普通直驅水泵一樣正常工作，體現了安全性。與現有技術相比，解決了水泵一直與發動機同步運轉的難題，能夠根據發動機工作情況控制葉輪具有不同轉速、工作效率較高的調速水泵。
[0006]進一步地，這款安全式雙軸調速水泵，還包括上固定板15和下固定板16，下固定板16上設置可容從動軸12穿過的通孔並與水泵殼11固接，上固定板15與下固定板16固接並構成空腔，所述的從動軸12通過軸承與下固定板16樞接從而與水泵殼11樞接；所述的主動軸4通過軸承與上固定板15樞接從而與水泵殼11樞接；安全調速裝置位於上固定板15與下固定板16構成空腔內。由於下固定板16通過固接在水泵殼上,上固定板15再與下固定板16固接，採用這種技術方案，降低了水泵殼結構的複雜程度，降低成本、提高效率、方便組裝、拆卸和維護，同時將安全調速裝置置於上固定板15與下固定板16構成空腔內進行保護，有利於安全調速裝置運行的可靠性和安全性。
[0007]進一步地，這款安全式雙軸調速水泵，所述的安全調速裝置包括主動盤5、彈簧片
6、吸合盤7、從動盤8、線圈9、環形永磁鐵10、鐵芯14，主動盤5固接於主動軸4靠近從動軸12的一端上；從動盤8固接於從動軸12靠近主動軸4的一端上；主動盤5與從動盤8之間設置吸合盤7 ;吸合盤7通過彈簧片6固定在主動盤5上並與從動盤8相對；鐵芯14分為遠離從動盤8的內鐵芯和靠近從動盤8的外鐵芯，內鐵芯和外鐵芯之間設置環形永磁鐵10，外鐵芯的周向溝槽內設置線圈9，外鐵芯與下固定板16固接。當線圈9通電時，鐵芯14產生磁場，與環形永磁鐵10的磁場相抵消，從動盤8與吸合盤7之間存在間隙，意味著主動軸4與從動軸12之間不存在扭矩傳遞，水泵停止工作；當線圈9斷電或者安全調速裝置發生故障及損壞兩種情況時，鐵芯14不產生磁場，環形永磁鐵10的磁場將吸合盤7與從動盤8吸合在一起，意味著主動軸4與從動軸12之間存在扭矩傳遞，水泵全速工作。採用這種技術方案，結構簡單、能實現汽車車載電腦ECU對水泵的智能電控制，可適時控制水泵的開啟與停止，同時當安全調速裝置發生故障及損壞時，該調速水泵能像普通直驅水泵一樣正常工作，體現了安全性。
[0008]進一步地，這款安全式雙軸調速水泵，在主動盤5的外圈內還設置一圈電磁感應環18,在從動盤8的外圈靠近主動盤5的一側面上鑲嵌若干個永磁鐵17,永磁鐵17與電磁感應環18間隙相對。還可以是在主動盤5的外圈靠近從動盤8的一側面上鑲嵌若干個永磁鐵17,在從動盤8的外圈內設置一圈電磁感應環18,永磁鐵17與電磁感應環18間隙相對。採用這種技術方案，電磁感應環18與永磁鐵17產生磁力通過從動盤8與從動軸12帶動水泵以主動軸轉速的30%-40%速度工作，實現了水泵除了停止與全速兩種狀態之外還有第三種跟轉的工作狀態。
[0009]進一步地，這款安全式雙軸調速水泵，所述的環形永磁鐵10為整塊環形磁鐵。採用這種技術方案結構簡單、成本較低，安裝方便。
[0010]進一步地，這款安全式雙軸調速水泵，所述的環形永磁鐵10為若干個磁鐵單體同側同極環形排列而成。所述的同側同極是指每個磁鐵單體在靠近內鐵芯的一側均為N極或均為S極，不能交替或不規則分布。採用這種技術方案可根據不同的消耗功率，配置數量和不同的磁力磁鐵單體。
[0011]進一步地，主動盤5或從動盤8上面鑲嵌的若干個永磁鐵17中的任意相鄰兩個永磁鐵(17)的極性相反，也就是若干個永磁鐵17的N極和S極交替分布，形成若干個小的閉合磁場，可與與其相對的電磁感應環18產生電磁感應，從而產生柔性驅動力。
[0012]進一步地，這款安全式雙軸調速水泵，所述的主動軸4的自由端與齒輪固接。採用這種技術方案可適應利用齒輪提供水泵動力的汽車。
[0013]進一步地，這款安全式雙軸調速水泵，所述的主動軸4的自由端與皮帶輪固接。採用這種技術方案可適應利用皮帶輪提供水泵動力的汽車。[0014]進一步地，這款安全式雙軸調速水泵，下固定板16上設置的可容從動軸12穿過的通孔內與從動軸12的周向外圓之間設置密封材料。採用這種技術方案可避免冷卻液的滲漏，保護安全調速裝置工作的可靠性。
[0015]進一步地，這款安全式雙軸調速水泵，從動軸12通過雙列軸承與水泵殼11樞接或者從動軸12通過雙列軸承與下固定板16樞接從而與水泵殼11樞接。採用這種技術方案除了承受徑向負荷外，還可以承受一定的作用在兩個方向的軸向負荷。確保安全調速裝置工作的可靠性。
[0016]下面結合附圖對本發明的調速水泵作進一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為實施例1的結構示意圖；
圖2為圖1中B-B處的剖視圖；
圖3為實施例1的結構示意圖；
圖4為圖3中B-B處的剖視圖；
圖5為本發明永磁鐵在主動盤或從動盤上的分布示意圖。
【具體實施方式】
[0018]實施例1，參見圖1-2
如圖1所示，本發明安全式雙軸調速水泵包括主動軸4、主動盤5、彈簧片6、吸合盤7、從動盤8、線圈9、環形永磁鐵10、水泵殼11、從動軸12、葉輪13、鐵芯14、上固定板15、下固定板16 ;從動軸12與主動軸4的軸心線相重合，主動軸4的自由端與齒輪固接；葉輪13固接於從動軸12遠離主動軸4的一端上，下固定板16上設置可容從動軸12穿過的通孔並與水泵殼11固接，下固定板16上設置的可容從動軸12穿過的通孔內與從動軸12的周向外圓之間設置密封材料，上固定板15與下固定板16固接並構成空腔，所述的從動軸12通過雙列軸承與下固定板16樞接從而與水泵殼11樞接；所述的主動軸4通過軸承與上固定板15樞接從而與水泵殼11樞接；其中主動盤5、彈簧片6、吸合盤7、從動盤8、線圈9、環形永磁鐵10和鐵芯14位於上固定板15與下固定板16構成空腔內；環形永磁鐵10為整塊環形磁鐵；主動盤5固接於主動軸4靠近從動軸12的一端上；從動盤8固接於從動軸12靠近主動軸4的一端上；主動盤5與從動盤8之間設置吸合盤7 ;吸合盤7通過彈簧片6固定在主動盤5上並與從動盤8相對；鐵芯14分為遠離從動盤8的內鐵芯和靠近從動盤8的外鐵芯，內鐵芯和外鐵芯之間設置環形永磁鐵10，外鐵芯的周向溝槽內設置線圈9，外鐵芯與下固定板16固接。
[0019]當線圈9通電時，鐵芯14產生磁場，與環形永磁鐵10產生磁場相抵消，吸合盤7與從動盤8失去電磁力時，吸合盤7會在彈簧片6的作用力下與從動盤8分離，吸合盤7與從動盤8之間存在一個細小的吸合間隙，沒有任何連接，水泵停止工作。
[0020]當線圈9主動斷電斷電時,環形永磁鐵10的磁場通過鐵芯14與從動盤8產生磁場力，使從動盤8與吸合盤7吸合，水泵全速工作。
[0021]當線圈9因故障導致線圈9被動斷電，效果與主動斷電相似，該水泵能像普通直驅水泵一樣正常工作，體現了安全性。[0022]實施例2，參見圖1、4
其它同實施例1，只不過環形永磁鐵10由若干個磁鐵單體同側同極環形排列而成的替代實施例1中的整塊環形磁鐵；主動軸4的自由端與皮帶輪固接。
[0023]實施例3，參見圖3-5
其它同實施例1，只不過環形永磁鐵10由若干個磁鐵單體同極環形環形排列而成的替代實施例1中的整塊環形磁鐵；在主動盤5的外圈內還設置一圈電磁感應環18，在從動盤8的外圈靠近主動盤5的一側面上鑲嵌若干個永磁鐵17,永磁鐵17與電磁感應環18間隙相對。
[0024]當線圈9通電時，鐵芯14產生磁場，與環形永磁鐵10產生磁場相抵消，吸合盤7與從動盤8失去電磁力時，吸合盤7會在彈簧片6的作用力下與從動盤8分離，吸合盤7與從動盤8之間存在一個細小的吸合間隙，沒有任何連接，但主動盤5 —直跟隨主動軸4轉動，主動盤5外圈內的一圈電磁感應環18也隨之轉動,切割從動盤8上的鑲嵌若干個永磁鐵17的磁力線，引起電磁感應效應，進而產生推動從動盤8旋轉的扭矩，可柔性帶動從動軸12進而帶動水泵以主動軸轉速的30%-40%速度工作，實現了水泵除了停止與全速兩種狀態之外還有第三種跟轉的工作狀態。
[0025]當線圈9主動斷電時,環形永磁鐵10的磁場通過鐵芯14與從動盤8產生磁場力，使從動盤8與吸合盤7吸合，水泵全速工作，同時由於從動盤8與吸合盤7吸合則電磁感應環18不切割永磁鐵17的磁力線，不引起電磁感應效應，也不會產生能量損失和發熱現象。
[0026]當線圈9因故障導致線圈9被動斷電，效果與主動斷電相似，該水泵能像普通直驅水泵一樣正常工作，體現了安全性。
[0027]實施例4，參見圖3、圖2
其它同實施例3，只不過由整塊環形磁鐵替代實施例3中的若干個磁鐵單體同極環形環形排列而成的環形永磁鐵10 ;主動軸4的自由端與皮帶輪固接。
[0028]實施例5，參見圖3-5
其它同實施例3，只不過實施例3是在主動盤5的外圈內還設置一圈電磁感應環18，在從動盤8的外圈靠近主動盤5的一側面上鑲嵌若干個永磁鐵17,永磁鐵17與電磁感應環18間隙相對；而本實施例是在主動盤(5)的外圈靠近從動盤(8)的一側面上鑲嵌若干個永磁鐵(17)，在從動盤(8)的外圈內設置一圈電磁感應環(18)，永磁鐵(17)與電磁感應環(18)間隙相對。
[0029]以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護範圍內。
【權利要求】
1.一款安全式雙軸調速水泵，包括主動軸(4)、葉輪(13)、水泵殼(11 )，主動軸(4)通過軸承與水泵殼(11)樞接，其特徵在於還包括從動軸(12)，從動軸(12)與主動軸(4)的軸心線相重合，從動軸(12)也通過軸承與水泵殼(11)樞接，葉輪(13)固接於從動軸(12)遠離主動軸(4)的一端上，主動軸(4)與從動軸(12)通過安全調速裝置連接。
2.權利要求1的一款安全式雙軸調速水泵，其特徵在於還包括上固定板(15)和下固定板(16)，下固定板(16)上設置可容從動軸(12)穿過的通孔並與水泵殼(11)固接，上固定板(15)與下固定板(16)固接並構成空腔，所述的從動軸(12)通過軸承與下固定板(16)樞接從而與水泵殼(11)樞接；所述的主動軸(4)通過軸承與上固定板(15)樞接從而與水泵殼(11)樞接；安全調速裝置位於上固定板(15)與下固定板(16)構成空腔內。
3.權利要求2的一款安全式雙軸調速水泵，其特徵在於所述的安全調速裝置包括主動盤(5)、彈簧片(6)、吸合盤(7)、從動盤(8)、線圈(9)、環形永磁鐵(10)、鐵芯(14)，主動盤(5)固接於主動軸(4)靠近從動軸(12)的一端上；從動盤(8)固接於從動軸(12)靠近主動軸(4)的一端上；主動盤(5)與從動盤(8)之間設置吸合盤(7);吸合盤(7)通過彈簧片(6)固定在主動盤(5)上並與從動盤(8)相對；鐵芯(14)分為遠離從動盤(8)的內鐵芯和靠近從動盤(8)的外鐵芯，內鐵芯和外鐵芯之間設置環形永磁鐵(10)，外鐵芯的周向溝槽內設置線圈(9)，外鐵芯與下固定板(16)固接。
4.權利要求3的一款安全式雙軸調速水泵，其特徵在於在主動盤(5)的外圈內還設置一圈電磁感應環(18),在從動盤(8)的外圈靠近主動盤(5)的一側面上鑲嵌若干個永磁鐵(17)，永磁鐵(17)與電磁感應環(18)間隙相對。
5.權利要求3的一款安全式雙軸調速水泵，其特徵在於在主動盤(5)的外圈靠近從動盤(8)的一側面上鑲嵌若干個永磁鐵(17),在從動盤(8)的外圈內設置一圈電磁感應環(18)，永磁鐵(17)與電磁感應環(18)間隙相對。
6.權利要求3或4或5的一款安全式雙軸調速水泵，其特徵在於所述的環形永磁鐵(10)為整塊環形磁鐵。
7.權利要求3或4或5的一款安全式雙軸調速水泵，其特徵在於所述的環形永磁鐵(10)為若干個磁鐵單體同側同極環形排列而成。
8.權利要求4或5的一款安全式雙軸調速水泵，其特徵在於所述的若干個永磁鐵(17)中的任意相鄰兩個永磁鐵(17)的極性相反。
9.權利要求1的一款安全式雙軸調速水泵，其特徵在於所述的主動軸(4)的自由端與齒輪固接。
10.權利要求1的一款安全式雙軸調速水泵，其特徵在於所述的主動軸(4)的自由端與皮帶輪固接。
11.權利要求2-5任一的一款安全式雙軸調速水泵，其特徵在於下固定板(16)上設置的可容從動軸(12)穿過的通孔內與從動軸(12)的周向外圓之間設置密封材料。
12.權利要求1-5任一的一款安全式雙軸調速水泵，其特徵在於從動軸(12)通過雙列軸承與水泵殼(11)樞接或者從動軸(12)通過雙列軸承與下固定板(16)樞接從而與水泵殼(11)樞接。
【文檔編號】F04D15/00GK103711711SQ201410000330
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月2日 優先權日:2014年1月2日
【發明者】王兆宇, 陳曉亮, 王策, 遲菲 申請人:龍口中宇熱管理系統科技有限公司